光致变色液晶高分子的研究(Ⅰ)─含胆甾介晶基无侧链聚硅氧烷及其单体的液晶行为

用POM、DSC和WAXD研究了十一烯酸胆甾酯及含胆甾介晶基元侧链聚硅氧烷的液晶行为。单体呈现明甾相的油条及螺旋织构,单致变近晶相的扇形织构和固-固相变。均聚物显示S_A相的扇形织构。     

光致变色液晶高分子的研究（Ⅰ）—含胆甾介晶基元侧链聚硅氧烷…

用ＰＯＭ、ＤＳＣ和ＷＡＸＤ研究了十一烯酸胆甾酯及含胆甾介晶基元侧链聚硅氧烷的液晶行为。单体呈现胆甾相的油条及螺旋织构，单致变近晶相的扇形织构和固－固相变。均聚物显示ＳＡ相的扇形织构。     

燕尾型手性侧链液晶聚合物的合成与性能

合成了燕尾型液晶单体4-(3,5-二乙酰氧基)苯甲酰氧基-4′-对烯丙氧基苯甲酰氧基联苯(M),手性液晶单体4-烯丙氧基苯甲酰氧基异丙酰氧基胆甾基酯(N),将它们与聚甲基含氢硅氧烷接枝共聚,得到燕尾型手性侧链液晶聚合物PW1~PW6。通过红外、核磁共振、差示扫描量热、偏光显微镜和热重分析等手段对所合成单体及聚合物的结构、液晶相行为及热稳定性进行了研究。结果表明,PW1~PW6为互变胆甾相热致液晶,升降温均呈现彩色Grandjean织构,液晶区间宽泛在102~160℃之间,5%热失重温度达303℃以上,热稳定性良好。     

侧链胆甾液晶聚合物及弹性体的液晶性能研究

把胆甾液晶单体 4 烯丙氧基苯甲酸胆甾醇酯 (Mch)分别和向列液晶单体 4 烯丙氧基苯甲酰氧基 4′ 甲氧基苯 (Mn) ,向列液晶交联剂 2 叔丁基对苯二酚双 [4 (6 丙烯酰氧基己氧基 )苯甲酸酯 ](Mnc)接枝到聚硅氧烷链上 ,得到系列侧链液晶聚合物Pn 系列和液晶弹性体Pe 系列 .通过热分析、偏光显微分析和X 射线分析等手段分别研究了向列液晶单体和向列液晶交联剂对含同一胆甾液晶基元聚合物的影响 .结果表明 ,向列液晶单体的摩尔百分比在 80 %以下 ,液晶聚合物Pn 系列为胆甾型液晶 ,在研究的范围内 ,液晶弹性体Pe 系列也为胆甾型液晶 ,Pn 系列和Pe 系列都具有较宽的液晶相范围 ,热分解温度均在 2 80℃以上 .     

基于胆甾相液晶的可调制光子晶体

将胆甾相液晶填充进胶体晶体内部空隙, 通过胆甾相液晶与胶体晶体的耦合, 构建了一种新型可调制液晶光子晶体. 填充于胶体晶体内部的胆甾相液晶织构呈现典型的手性近晶相(S)特征. 由于胆甾相液晶具有特定的选择性反射, 当胶体晶体的带隙处于胆甾相液晶的反射波长范围之内, 则随着温度的改变, 胶体晶体的带隙与胆甾相液晶的带隙同时发生蓝移. 在一定温度条件下, 胆甾相液晶的带隙将与胶体晶体的带隙发生耦合, 实现了光子晶体带隙在单峰与双峰之间的可逆切换.     

液晶性芳香醛化合物的合成

以对羟基苯甲醛和对烷氧基联苯酰氯为原料,采用爱因宏反应,合成了一系列4-(4'-烷氧基联苯基-4-羧基)苯甲醛.化合物的结构通过元素分析、红外光谱、核磁共振和质谱等方法确证.化合物的液晶行为用示差扫描量热法、偏光显微镜和旋光仪等方法表征.结果表明,所有的化合物加热至各自的熔点以上都能形成液晶态.在液晶态可以观察到手性近晶C相、近晶相、胆甾相和向列相的典型织构.含手性中心的化合物都有较高的旋光性,而且在合成反应中旋光性得到保持.随着分子末端烷氧基碳原子数增加,化合物(除2a和4a外)的熔点(T_m)和液晶态的清亮点(T_i)呈规律性变化,近晶相范围和近晶相-向列相转变温度渐增,而向列相温度范围递减,至十二烷基时,仅呈现近晶性.     

侧链含有蓝相液晶基元的聚硅氧烷液晶的合成及表征

采用蓝相小板块液晶单体反式-4-乙烯基-反式-4′-丙基双环己烷（3HHV）和反式-4-丙烯基-反式-4′-丙基双环己烷（4HHV）同时接枝到聚甲基含氢硅氧烷上,制备了聚硅氧烷侧链液晶聚合物。采用红外光谱和核磁共振氢谱对液晶单体及相应的聚合物进行结构表征,采用热台偏光显微镜,X-射线衍射和热分析对单体和聚合物的液晶行为及热性能进行研究。结果表明：液晶单体3HHV显示蓝相镶嵌织构,液晶单体4HHV显示胆甾相油纹状织构,它们的介晶区间温度分别为30.6°C和49.7°C,且均在低于室温就显示出液晶性。相应的液晶聚合物显示向列相纹影织构,介晶区间温度为192.6°C,在低于室温时也显示出液晶性,且热分解温度达到310°C以上,比其他环芳烃类介晶基元接枝聚硅氧烷主链的液晶聚合物具有更优越的热稳定性。     

含薄荷基的手性液晶单体的合成、结构与性能研究

合成了五种新型含薄荷基的手性单体(M1～M5), 它们的结构、纯度及旋光性质通过了1H NMR, FT-IR、元素分析仪及旋光仪等手段的表征, 采用DSC, POM, UV/Vis/NIR等研究了单体的介晶性能、相行为及选择反射性能. 结果表明: 单体的比旋光度值随苯环数目的增加而降低, 通过在薄荷基与液晶核之间引入柔性间隔基元, 实现了含薄荷基单体具有液晶性能的目的. 除M1外, 其余四种单体均呈现手性近晶C (SC*)相和胆甾(Ch)相, 此外M5还出现了蓝相织构. M2～M4只在SC*相区能观察到选择反射现象, 而M5在SC*相区和Ch相区均出现明显的选择反射现象, 且随温度的升高, SC*相区的反射波长发生“红移”, 而Ch相区的反射波长则发生“蓝移”. 随着液晶核刚性的增加, 对应单体的熔点和清亮点增大, 液晶相范围变宽. 液晶核中的酯基桥键与组合方式也对单体的熔点和清亮点具有一定的影响.     

席夫碱型液晶冠醚的合成与性质

以4-(4'-烷氧基联苯基-4-羧基)苯甲醛和二氨基二苯并-14-冠-4为原料,通过溶液缩合反应,合成了一系列席夫碱型液晶冠醚.并用元素分析、旋光仪、核磁共振、红外光谱、快原子轰击质谱、基质辅助激光解析电离飞行时间质谱、示差扫描量热法和偏光显微镜对其进行了表征.发现化合物2,4,8I和8Ⅱ加热至各自的熔点以上都能形成液晶态,在液晶态可以观察到手性近晶C相、近晶相、胆甾相和向列相的典型织构.随分子末端烷氧基碳原子数增加,化合物(除2A和4A外)的熔点(Tm)和液晶态的清亮点(Ti)呈规律性变化,近晶相范围渐增,而近晶相-向列相转变温度和向列相温度范围递减.     

含不同柔性链的(甲基)丙烯酸酯类液晶高分子的合成及其液晶行为研究

通过改变侧链中柔性间隔基的长度,合成了一系列含有两个手性中心的侧链液晶（甲基）丙烯酸酯类聚合物.红外、核磁和GPC表征各中间体、单体及聚合物的结构和分子量.通过DSC和热台偏光显微镜系统地研究了单体和聚合物的液晶态织构.结果表明,含有六个碳的柔性间隔基的丙烯酸酯类聚合物表现为近晶SA和手性近晶SC^＊液晶相.     

一种侧链液晶高分子的合成与表征

合成了一种主链为甲基丙烯酸酯 ,侧链是三个苯环以酯键相连的介晶基元 ,柔性间隔段为两个亚甲基的新的侧链液晶高分子 .聚合物和单体的化学结构、液晶相转变和液晶态织构采用红外光谱、核磁共振、偏光显微镜、差热分析和广角X光衍射进行了表征 .研究表明 ,单体呈现近晶相和向列相两个液晶相 ,聚合物在很宽的温度范围内呈向列相 .该单体和聚合物在一定条件下可形成固化诱导条带织构     

胆甾相小板块织构聚硅氧烷侧链液晶的合成和性能

通过硅氢加成反应将反式-4-丙烯基-反式-4’-丙基双环己烷(液晶基元)接枝到柔性的聚硅氧烷主链上,合成一种新型的胆甾相小板块织构聚硅氧烷侧链液晶(SCLCP),产率为82.5%。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1 H-NMR)对两者的分子结构进行表征,用热台偏光显微镜(POM)和X射线衍射仪(XRD)对其液晶相类型和液晶相行为进行观察和分析,用差示扫描量热仪(DSC)对其相转变温度和热性能进行分析。结果表明:SCLCP呈现胆甾相的小板块织构,液晶区间为57.33K,高于液晶基元的液晶区间。     

光致变色液晶高分子研究（Ⅲ）──含胆甾介晶基元和偶氮苯光色基元侧链共聚硅氧烷的液晶行为

用热台偏光显微镜、Ｘ射线衍射和ＤＳＣ研究了含胆甾介晶基元和偶氮苯光色基元侧链共聚硅氧烷（ＰＳＩ）的液晶性．将非介晶基元并入液晶均聚物，所得共聚物的液晶态类型不变，仍显示近晶型织构，在ＰＳＩ共聚物中，保持液晶性的含介晶基元单体的最低极限组成为６０ｍｏｌ％．在液晶性存在的范围内，共聚物的清亮点由１３０℃升至１７０℃，液晶共聚物的热稳定性随非介晶组分含量的增加而增强．     

氰乙基羟丙基壳聚糖的溶致和热致液晶性研究

从壳聚糖出发先羟丙基化再氰乙基化,合成了氰乙基羟丙基壳聚糖(羟丙基的摩尔取代度为3.2,氰乙基的取代度为1.0).氰乙基羟丙基壳聚糖(CNHPCS)和羟丙基壳聚糖(HPCS)两者都有胆甾型溶致液晶性,浓溶液呈现指纹状织构.在二氯乙酸中,前者的临界浓度(29%,质量分数,下同)高于后者(17%).这一结果可以用引入氰乙基增加了分子间作用力从而使得链刚性增加来解释.CNHPCS在熔点193℃和分解温度220℃之间很窄的温区内观察到有热致液晶胆甾相.CNHPCS固体膜的胆甾相螺距采用激光小角光散射法测定,结果与偏光显微镜测得的数值一致.     

新型手性近晶C相液晶共聚酯的设计与合成

以对苯二甲酰氯 ,2 ,5 二 [4 ((s) 2 甲基丁氧基 )苯甲酰氧基 ]对苯二酚和乙二醇、一缩乙二醇、二缩三乙二醇、三缩四乙二醇和聚乙二醇为单体 ,采用低温溶液缩聚方法 ,合成了一系列新的手性近晶C相串型液晶共聚酯 .共聚酯通过GPC、DSC、TG、WAXD、偏光显微镜和旋光仪等方法表征 .发现所有的共聚酯加热至各自的熔点以上都能形成液晶态 ,在液晶态可以观察到近晶相的焦锥织构 ,所有的手性化合物和共聚酯都有较高的旋光性 .通过变温X 射线衍射研究结合偏光显微镜观察和旋光分析证明它们为手性近晶C相 .所有共聚酯的熔融温度 (Tm)和各向同性温度 (Ti)随共聚酯中不同柔性链段长度的增加逐渐降低 ,液晶态温度范围变宽     

5-{[(4′-正戊基氧-4-联苯基基)羰基]氧}-1-戊炔的相转变与相结构

采用差示扫描量热(DSC)、一维(1D)广角X射线衍射(WAXD)、热台偏光显微镜(PLM-hotstage)等研究手段对含联苯液晶基元的侧链液晶聚炔单体5-{[(4′-正戊基氧-4-联苯基基)羰基]氧}-1-戊炔(A3EO5)的本体相转变和相结构进行了研究.DSC和1D-WAXD实验结果表明,A3EO5在升温和降温过程中均呈现四个相转变过程,形成双向性液晶.样品从各向同性态降温至室温过程中,首先形成近晶A相,随后进入层内排列具有准长程有序的近晶B相,继续降温将形成层内为正交排列的近晶E相,在此之后样品进入晶相.PLM结果指出样品在各向同性态降温过程中分别形成球状织构、角锥织构和同心圆弧织构.     

胆甾相液晶在光学材料中的研究进展

胆甾相液晶是一种在一定温度范围内呈现液晶相的胆甾醇衍生物,其分子内具有手性碳原子和周期性螺旋结构。在液晶相状态下具有独特的光学特性,类似一维光子晶体,具有选择性布拉格反射,因此在功能材料领域具有广阔的应用前景。本文详细介绍了胆甾相液晶的光学特性,系统阐述了其在光学材料领域的研究进展和前景。     

胆甾相液晶结构色的光调控

胆甾相液晶是一类具有周期性螺旋超结构的软光子晶体,能够选择性地反射不同波长的光产生结构色.在向列相液晶中掺杂光响应手性分子是制备光响应胆甾相液晶的普遍方法.在外界光源的刺激下,光响应手性分子的空间结构改变,诱导螺旋超结构的螺距发生变化,从而调控胆甾相液晶的结构色,因此光响应胆甾相液晶在滤光器、传感器、可调光学激光器和动态显示等领域具有广阔的应用前景.总结了不同光响应手性分子构筑的胆甾相液晶体系,分析了手性分子结构设计对胆甾相液晶结构色调控的影响,最终讨论了光响应胆甾相液晶目前面临的挑战以及未来的发展方向.     

具有宽波反射特性的胆甾相液晶固体薄膜材料的研究

采用两步聚合法得到了具有宽波反射特性的固体胆甾相液晶薄膜,首先通过聚合物稳定胆甾相液晶制备了螺旋结构的高分子网络,然后灌入具有不同螺距的可聚合的胆甾相小分子液晶单体混合物,经紫外光照射聚合后获得了能够反射可见光区(450～780 nm)覆盖红蓝绿三色光的胆甾相液晶固体薄膜.扫描电镜测试结果表明,胆甾相液晶固体薄膜的断面...     

壳聚糖液晶溶液的性能

制备了聚糖液晶溶液,并采用偏光显微镜(POM)、流变仪、差示扫描量热仪(DSC)等分别对液晶织构、黏度、相转变性能进行了研究.结果表明:壳聚糖呈现典型的胆甾相液晶织构;其溶液黏度随浓度及剪切力的变化规律符合高分子液晶溶液的变化规律;在DSC升、降温曲线上分别存在吸热峰和放热峰.